วิธีการป้องกันไฟฟ้าสถิตย์ร้ายแรง?

วิธีการป้องกันไฟฟ้าสถิตย์ร้ายแรง?

ครั้งแรกที่กระแสไฟฟ้าสถิตย์ที่แพร่หลาย

สารประกอบด้วยอะตอมซึ่งมีนิวตรอนที่ไม่มีประจุโปรตอนที่มีประจุบวกและอิเล็กตรอนที่มีประจุลบ ภายใต้สภาวะปกติโปรตอนและอิเล็กตรอนในอะตอมเดียวมีจำนวนเท่ากันและประจุบวกและประจุลบจะมีความสมดุลดังนั้นปรากฏการณ์ภายนอกจะแสดงว่าไม่มีประจุ เมื่อวัตถุสองชิ้นถูกันกันและกันความร้อนที่เกิดขึ้นจะเพิ่มระดับพลังงานของอิเล็กตรอนทำให้อิเล็กตรอนที่ไม่ได้ใช้งานกลายเป็นอิเล็กตรอนที่ทำงานอยู่ซึ่งง่ายต่อการหลบหนี อิเล็กตรอนดังกล่าวสามารถถ่ายโอนจากวัตถุหนึ่งไปอีกวัตถุหนึ่งดังนั้นวัตถุสองชิ้นที่เป็นกลาง แต่เดิมจะกลายเป็นวัตถุที่มีประจุซึ่งเป็นปรากฏการณ์ของ "การผลิตกระแสไฟฟ้าเสียดทาน" ที่เราคุ้นเคย

ในกระบวนการของการสร้างแบบไทรโบอิเล็กทริกปริมาณการถ่ายโอนอิเล็กตรอนและความเร็วในการถ่ายโอนไม่เพียง แต่เกี่ยวข้องกับความแตกต่างของคุณสมบัติของวัสดุ แต่ยังเกี่ยวข้องกับอุณหภูมิและความชื้นของไซต์ด้วย ในฤดูใบไม้ร่วงและฤดูหนาวเนื่องจากความชื้นในอากาศต่ำแรงหนืดระหว่างโมเลกุลมีขนาดเล็กความเร็วในการเคลื่อนที่จะเร่งและสร้างกระแสไฟฟ้าสถิตย์ได้ง่าย อากาศไหลไม่เพียง แต่สร้างกระแสไฟฟ้าสถิตย์เท่านั้น แต่เรายังผลิตกระแสไฟฟ้าสถิตย์เมื่อเราเดินไปรอบ ๆ พื้นหมุนเก้าอี้หมุนเปลี่ยนลิ้นชักใช้ปากกากระดาษขยับเมาส์ ฯลฯ เพื่อให้วัตถุเหล่านี้และ ร่างกายมนุษย์มีประจุไฟฟ้าสถิต

นอกเหนือจากการสร้างแรงเสียดทานไฟฟ้ายังมีสาเหตุไฟฟ้าสถิตเช่น "การผลิตกระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำ" และ "การผลิตกระแสไฟฟ้าแบบ capacitive" ในอุปกรณ์ไฟฟ้า ไฟฟ้าสถิตย์ถูกสร้างโดยสองวิธีข้างต้นแม้ว่าจะไม่มีการสัมผัสเกิดขึ้นระหว่างอุปกรณ์วงจรโลหะและโครงสร้างที่ไม่ใช่โลหะ อย่างที่บอกไปว่าไม่มีนกในภูเขา แต่การเหนี่ยวนำไฟฟ้าสถิตระหว่างวัตถุสามารถเกิดขึ้นได้แม้ว่าจะถูกแยกจากกันด้วยระยะทาง: หน้าจอมอนิเตอร์ CRT ในฐานะที่เป็นแหล่งกำเนิดของการเหนี่ยวนำจะทำให้เกิดไฟฟ้าสถิตย์ในร่างกายทำให้ใบหน้าของเรา เต็มไปด้วยฝุ่น; เนื่องจากความสามารถของกาฝากระหว่างสายคู่ขนานประจุจึงถูกถ่ายโอนระหว่างกัน

วิธีการผลิตไฟฟ้าสถิตย์ที่หลากหลายทำให้เกิดไฟฟ้าสถิตย์ได้ทุกที่ในสภาพแวดล้อมของเรา หากเราอาศัยอยู่ในโลกไฟฟ้าสถิตมันไม่ใช่เรื่องเกินจริง

ประการที่สอง ESD เป็นนักฆ่าที่มองไม่เห็นของคอมพิวเตอร์

มีไฟฟ้าสถิตในระดับที่แตกต่างกันในสภาพแวดล้อมและร่างกายของเรา เมื่อไฟฟ้าสถิตย์สะสมในระดับหนึ่งจะเกิดการคายประจุไฟฟ้าสถิต กระบวนการ ESD เป็นกระบวนการถ่ายโอนประจุไฟฟ้าสถิตระหว่างวัตถุที่มีศักยภาพแตกต่างกันซึ่งความเข้มของแสงนั้นได้รับผลกระทบจากปริมาณไฟฟ้าและระยะห่างของวัตถุ ปรากฏการณ์ฟ้าผ่าในธรรมชาติเป็นปรากฏการณ์ ESD ทั่วไปในสภาพภูมิอากาศแบบพาความร้อน พลังงานขนาดใหญ่ที่ปล่อยออกมาในทันทีสามารถทำให้ไอออนผ่านอากาศผ่านกระแสฟ้าผ่าทำให้อากาศกลายเป็นช่องทางนำไฟฟ้าที่มีความต้านทานต่ำทำให้เกิดกระแสและเสาที่แข็งแรงเป็นพิเศษ อุณหภูมิสูงและพลังการทำลายล้างสูง

ปรากฏการณ์ ESD ในชีวิตประจำวันเกิดขึ้นบ่อยครั้ง แม้ว่ามันจะไม่แรงพอ ๆ กับสายฟ้า แต่ก็จะมีการปล่อยประกายไฟไม่เพียง แต่มาพร้อมกับเสียง "เสียง" เท่านั้น แต่ยังเปล่งประกาย การศึกษาพบว่าเมื่อแรงดันไฟฟ้ามากกว่า 8000V แสงที่เปล่งออกมาจาก ESD สามารถมองเห็นได้ เมื่อแรงดันไฟฟ้ามากกว่า 6000V สามารถได้ยินเสียงคายประจุของ ESD ได้ เมื่อแรงดันไฟฟ้ามากกว่า 3000V ESD สามารถสัมผัสได้ เมื่อแรงดันไฟฟ้าสถิตต่ำกว่า 3000V กระบวนการ ESD ก็จะเกิดขึ้นเช่นกัน แต่เราไม่รู้สึก กล่าวอีกนัยหนึ่งกระบวนการ ESD จำนวนมากถูกดำเนินการอย่างเงียบ ๆ

ESD เป็นนักฆ่าที่มองไม่เห็นของคอมพิวเตอร์ ฉันประสบกับความล้มเหลวของคอมพิวเตอร์จำนวนมากในระหว่างการบำรุงรักษา ฉันไม่สามารถหาสาเหตุได้ ตอนนั้นฉันรู้สึกว่าลึกลับและตอนนี้ฉันคิดว่ามันควรเกี่ยวข้องกับ ESD เมื่อแรงดันไฟฟ้าสถิตต่ำเสียงไฟฟ้าที่สร้างขึ้นโดย ESD จะรบกวนวงจรตรรกะทำให้เกิดการหยุดชะงักของวงจรตรรกะ (LatchUp) ในชิป IC ส่งผลให้เกิดข้อผิดพลาดในการถ่ายโอนข้อมูลหรือการทำงานหรืออาจทำให้ชิปเสียหายเล็กน้อย และริ้วรอยก่อนวัย หรือความล้มเหลวที่อาจเกิดขึ้น; เมื่อแรงดันไฟฟ้าสถิตสูงกว่า 250V ESD สามารถเจาะชิปคอมพิวเตอร์ได้

เมื่อ ESD ถูกนำไปใช้กับชิปคอมพิวเตอร์เนื่องจากความต้านทานของวงจรจำหน่ายมักจะมีขนาดเล็กกระแสการไหลออกทันทีของประจุจะมีขนาดใหญ่ ตัวอย่างเช่นเมื่อสายเคเบิลที่มีไฟฟ้าสถิตย์ต่ออยู่กับอินเตอร์เฟซของคอมพิวเตอร์ความต้านทานของวงจรการจ่ายไฟจะเป็นศูนย์เกือบและกระแสการคายประจุจะมีจำนวนแอมแปร์หลายสิบตัว เมื่อกระแสไฟฟ้าขนาดใหญ่สูงสุดไหลออกมาจากพินของชิปมันก็เพียงพอที่จะหลอมละลายในท้องถิ่นเป่าทรานซิสเตอร์และสายโลหะในชิปทำให้สูญเสียการทำงานของชิปอย่างถาวรหรือทำลายเลเยอร์ทู่ในชิป ลดประสิทธิภาพของชิป หลังจากที่ชิปเสียหายเราไม่สามารถเห็นการเปลี่ยนแปลงใด ๆ ในลักษณะที่ปรากฏ แต่เรายังสามารถเห็นวงจรที่ถูกลมพัดผ่านโดยใช้เครื่องมือ FESEM

ชิปซีพียูชิปหน่วยความจำและชิปวงจรรวมขนาดใหญ่ในปัจจุบันเช่น Southbridge และ Northbridge บนมาเธอร์บอร์ดมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในวัสดุ CMOS (คอมโพสิตเซมิคอนดักเตอร์คอมโพสิตโลหะออกไซด์) อุปกรณ์ CMOS มีการรวมสูงต้นทุนต่ำความเร็วที่รวดเร็วและการใช้พลังงาน ข้อได้เปรียบต่ำดังนั้นจึงใช้ในช่วงกว้าง อย่างไรก็ตามจุดอ่อนที่ร้ายแรงของอุปกรณ์ CMOS คือความต้านทานอินพุตมีขนาดใหญ่และสามารถแยกย่อยได้ง่ายโดย ESD เมื่อเทคโนโลยีชิปก้าวหน้าขึ้นความเร็วในการทำงานเพิ่มขึ้น แต่ชิปก็มีช่องโหว่ การเพิ่มขึ้นของการรวมทำให้ขนาดอุปกรณ์เล็กลงและเล็กลงความกว้างในการเชื่อมต่อระหว่างอุปกรณ์จะแคบลงและเลเยอร์ทู่จะกลายเป็นทินเนอร์และทินเนอร์ ปัจจัยเหล่านี้ทำให้ชิปมีความไวต่อการคายประจุไฟฟ้าสถิตมากขึ้น แรงดันไฟฟ้าไม่สูงเกินไปสามารถทำลายทรานซิสเตอร์และกระแส ESD ขนาดเล็กสามารถระเบิดลวดได้

ESD ได้กลายเป็นนักฆ่าอันดับหนึ่งของคอมพิวเตอร์ทุกวันนี้ การวิจัยของ Intel แสดงให้เห็นว่า ESD เป็นอันตรายที่ซ่อนอยู่มากที่สุดในหลาย ๆ ปัจจัยที่ทำให้คอมพิวเตอร์ทำงานล้มเหลว เกือบครึ่งหนึ่งของความล้มเหลวของคอมพิวเตอร์เกิดจาก EOS / ESD (รูปที่ 3) EOS แสดงถึงแรงดันไฟฟ้า (Electrical OverStress)

ลักษณะพิเศษการทำลายล้างของ ESD บนคอมพิวเตอร์นั้นมีลักษณะที่ซ่อนเร้นศักยภาพสุ่มและความซับซ้อน เมื่อเราสัมผัสกับบอร์ดคอมพิวเตอร์และชิปไม่ว่าจะเป็นไฟฟ้าสถิตย์บนคอมพิวเตอร์หรือไฟฟ้าสถิตย์ในร่างกายของเรา ESD ก็เป็นไปได้ ในช่วงเวลาของการติดต่ออาจกล่าวได้ว่าเป็นไปไม่ได้ที่จะป้องกัน

เขียนที่นี่สมองของฉันก็เกิดความเสียหายอย่างใหญ่หลวงต่อคอมพิวเตอร์ที่ฉันพบในร้านอินเทอร์เน็ตเมื่อปีที่แล้ว ร้านอินเทอร์เน็ตคาเฟ่แห่งนี้มี 40 เครื่องและได้รับความเสียหายเกือบครึ่งในเวลาน้อยกว่าครึ่งปี หลังจากการตรวจสอบฉันพบว่าไม่มีปัญหาคุณภาพกับแหล่งจ่ายไฟควบคุมที่ใช้ในร้านอินเทอร์เน็ต ฉันตรวจสอบสายกราวด์และพบว่าแม้ว่าจะมีสายกราวด์ในห้องด้านนอกของบ้านจะถูกขับลงไปที่พื้นด้วยแท่งเหล็กที่มีความยาวน้อยกว่าหนึ่งเมตร และการเชื่อมต่อเป็นสนิม หลังจากเจ้าของร้านอินเทอร์เน็ตออกแบบสายดินตามคำแนะนำของฉันแล้วคอมพิวเตอร์แทบจะไม่ผิดพลาด